热界面材料测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的热界面材料测量装置包括：一第一金属块，具有一第一超精密加工面及至少一测温孔；一第二金属块，与所述第一金属块相对，具有一与所述第一超精密加工面相配合以夹持一待测热界面材料的第二超精密加工面及至少一测温孔。本发明专利技术的热界面材料测量装置测量准确性高，且测量后不会残留待测热界面材料细屑，可提高下一次测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量装置，尤其是涉及一种热界面材料测量装置。
技术介绍
近年来，随着半导体元件集成工艺快速发展，半导体元件的集成化程度愈来愈高，而元件体积却变得愈来愈小，其散热成为一个愈来愈重要的问题，其对散热的要求也愈来愈高。为满足这些需要，各种散热方式被大量运用，如利用风扇散热、水冷辅助散热及热管散热等方式，并取得一定的散热效果，但由于散热器与半导体集成元件的接触界面并不平整，一般相互接触只有不到2％面积，没有理想的接触界面，从根本上极大地影响了半导体元件向散热器进行热传递的效果，因此，在散热器与半导体元件的接触界面间增加一导热系数较高的热界面材料以增加界面的接触程度就显得十分必要。在上述热界面材料制备过程中，对其自身导热系数的测量是不可或缺的重要步骤。热界面材料自身导热系数较小，则其导热性能较差；热界面材料自身导热系数较大，则其导热性能较好。如果将自身导热系数小，即导热性能较差的热界面材料应用在需大量传热的半导体元件与散热器间，则该热界面材料不仅不会有助于该半导体元件与散热器间传热，甚至反而降低该半导体元件与散热器间传热性能。传统热界面材料的导热系数测量方法是在绝热环境中，以两个方形金属块将一热界面材料通过一定的扣合力夹紧，对其中一金属块使用加热棒加热，对另一金属块使用冷却系统冷却，直至该测量系统热平衡。通过计算公式Q＝A×K×ΔT/L(其中，Q为待测热界面材料的总传热量，A为待测热界面材料的横截面积，K为待测热界面材料的导热系数，ΔT为上述两金属块与待测热界面材料接触处的温度差，L为待测热界面材料的厚度)，Q、A、ΔT及L通过直接测量或计算均可获知，从而可计算出待测热界面材料的导热系数K。但是，在上述测量方法所使用的装置中，两个方形金属块与待测热界面材料的接触面多为铣削及平面研磨加工而得，其表面平均粗糙度约为500～1000nm(纳米)，即在该二个金属块与待测热界面材料相接触表面上可能存在500～1000nm深度及宽度的沟槽，待测热界面材料在前述夹紧扣合力的作用下，较多量地填充进所述沟槽且难以清除，对待测热界面材料厚度L产生较大影响；另外，由于测试后部分待测热界面材料仍填充在所述沟槽内，直接影响下次待测热界面材料样品的测试结果。有鉴于此，提供一种具有高度准确性的热界面材料测量装置实为必要。
技术实现思路
以下，将以实施例说明一种具有高度准确性的热界面材料测量装置。一种热界面材料测量装置包括一第一金属块，具有一第一超精密加工面及至少一测温孔；一第二金属块，与所述第一金属块相对，具有一与所述第一超精密加工面相配合以夹持一待测热界面材料的第二超精密加工面及至少一测温孔。与现有技术相比较，所述第一及第二金属块分别通过一超精密加工面与待测热界面材料相接触，由于该超精密加工面粗糙度可达10nm以下，远远低于现有技术的500～1000nm粗糙度，在待测热界面材料测量过程中，仅极少量待测热界面材料陷入所述超精密加工面，提高测量准确性；且可提高第一及第二金属块与待测热界面材料接触面积，有利于热量在第一或第二金属块与待测热界面材料间及时、迅速传递，进一步提高其测量准确性。另，测量完成取出待测热界面材料时，所述二超精密加工面内不会残留待测热界面材料细屑，可提高下一次测量的准确性。附图说明图1是本专利技术较佳实施例的热界面材料量测装置对热界面材料的测量示意图。具体实施方式通常，将加工精度在100～1000nm、加工表面粗糙度(Ra)在20～100nm的加工称为精密加工；将加工精度低在100nm、加工表面粗糙度(Ra)小于10nm的加工称为超精密加工。下面，结合附图对本专利技术作进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术较佳实施例的热界面材料测量装置1包括一圆柱形第一金属块11，该金属块11具有一第一超精密加工面111、及三个测温孔112；一圆柱形第二金属块12，该第二金属块12与该第一金属块11相对，具有一与所述金属块11的第一超精密加工面111相配合以夹持一热界面材料2的第二超精密面121、及三个测温孔122。第一金属块11及第二金属块12的材质可采用铜或铝等传热性能优良的材料。本实施中，采用铜块。所述超精密加工面111及121是通过金刚石车削或镜面铣削等超精密加工方式实现的，其加工精度可达5～10nm。第一金属块11及第二金属块12也可为各种横截面形状相同的形状，其横截面形状可为圆形、三角形、正方形、矩形或多边形等形状。本实施例，为配合金刚石车削或镜面铣削的加工方法，使其夹上加工机后的旋转性能较佳，将第一金属块11及第二金属块12的横截面形状均设定为圆形，即其整体外形均为圆柱形。本实施例中，所述三个测温孔112及三个测温孔122，分别在第一金属块11及第二金属块12的轴向等间距排布，用于插入热电偶或温度计，确定T1、T2、T3、T4、T5及T6各点的温度。使用上述热界面材料测量装置1对热界面材料2进行测量时，具体包括下述步骤首先，将热界面材料2置于第一金属块11的第一超精密加工面111上，将第二金属块12与第一金属块11相对设置，且将第二超精密加工面121压置在热界面材料2上，对第二金属块12施加一适当扣合力，使第一金属块11的第一超精密加工面111及第二金属块12的第二超精密加工面121分别与热界面材料2充分接触。接着，向等间距设置在第一金属块11及第二金属块12上的测温孔112、122内，分别插入用于测定T1、T2、T3、T4、T5及T6各点温度的热电偶。然后，对第一金属块11进行加热，使热量从第一金属块11经热界面材料2传至第二金属块12，记录T1、T2、T3、T4、T5及T6各点温度。根据T1、T2、T3、T4、T5及T6，即可推导出第一金属块11的第一超精密加工面111与热界面材料2的接触温度T111，及第二金属块12的第二超精密加工面121与热界面材料2的接触温度T121，并计算出热界面材料2热传导过程中产生的温度差ΔT，ΔT＝T111-T121。通过计算公式Q＝A×K×ΔT/L，即可计算出热界面材料2的导热系数K。其中，Q为可测量的总传热量，A为热界面材料2的横截面积，ΔT为金属块11及12与热界面材料2相接触端面间温度差，L为热界面材料2的厚度。另，通过计算公式ΔT/Q＝R，即可计算出热界面材料2的热阻R。其中，Q为可测量的总传热量，ΔT为金属块11及12与热界面材料2相接触端面间温度差。最后，由第一金属块11及第二金属块12间取出热界面材料2，对其超精密加工面111、121进行简单清洁后，即可使用该热界面材料测量装置1进行下一次的测量。所述超精密加工面111及121经过金刚石车削或镜面铣削等超精密加工后，其表面加工精度可达5～10nm，即在该超精密加工面111及121上仅存在5～10nm深度及宽度的沟槽。即使热界面材料2在前述扣合力作用下填充进该沟槽，由于该沟槽比较细小，填充进的热界面材料2量较少，对热界面材料2的厚度L产生的影响可以忽略不计，从而不影响该热界面材料测量装置1对热界面材料2的测量准确性。并且，由于所述金属块11及12的所述超精密加工面111及121表面仅存在5～10nm深度及宽度的细小沟槽，相较于现有技术中可能存在500～1000nm深度及宽度的较大沟槽的表面而言，所述金属块11及12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热界面材料量测装置，其包括：一第一金属块，具有一第一表面及至少一测温孔；一第二金属块，与该第一金属块相对，具有一与所述第一表面相配合以夹持一待测热界面材料的第二表面及至少一测温孔，其特征在于：所述第一及第二表面是超精密加工面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊毅，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]